Modélisation du transport de soluté en milieux poreux par la méthode d’éléments finis mixtes hybrides – développement d’un limiteur de flux

RésuméUne méthode d’éléments finis mixte hybride est appliquée pour l’approximation de l’écoulement associé au transport en milieu poreux non saturé. Le développement de ce modèle s’effectue dans le cadre du projet européen ARWET, lequel a pour objectif l’étude de nouvelles potentialités de dissipation des pesticides dans les zones humides. La formulation du modèle bidimensionnel est fondée sur les propriétés de l’espace de Raviart-Thomas. L’écueil numérique que posent les problèmes à convection dominante est surmonté par l’introduction d’un limiteur de flux alors qu’un limiteur de pente est généralement utilisé dans la littérature. Le limiteur suggéré est inconditionnellement stable et permet de conserver la précision des résultats à nombre de Peclet élevé.

Fonctionnement hydrodynamique et écologique du Lac Nord de Tunis par modélisation numérique

Résumé Le Lac Nord de Tunis, dont la superficie est d’environ 24 km2 et la profondeur moyenne de 1,5 m, est lié à la mer par des écluses à marée appelées « Écluses de Khéréddine ». Nous avons étudié le fonctionnement hydrodynamique actuel de ce lac en utilisant un modèle bidimensionnel, intégré sur la hauteur d’eau. Le logiciel utilisé («Surfacewater Modeling System» ou SMS) ne simule pas le fonctionnement des écluses qui s’ouvrent et se ferment automatiquement en fonction du niveau de la marée en mer, comme c’est le cas dans le lac de Tunis. Pour cela, nous avons modifié son code source pour tenir compte du fonctionnement réel des écluses. Les paramètres du modèle sont calibrés en utilisant des mesures hydrauliques récentes, réalisées en décembre 2005. Le modèle a ensuite été utilisé pour simuler le fonctionnement hydrodynamique moyen actuel du lac. Les résultats de ces simulations montrent un bon fonctionnement hydraulique du lac : absence de zones de stagnation et renouvellement fréquent des eaux ne dépassant pas 21 jours. L’étape suivante a consisté en la mise au point d’un modèle écologique par zone (en divisant le lac en cinq zones supposées homogènes) couplé avec le modèle hydrodynamique. Il est basé sur les équations utilisées par HALCROW (en 1990) et calibré sur des mesures de l’année 2002. Ce modèle traite l’évolution des variables suivantes : la salinité, l’oxygène dissous, la chlorophylle a, les biomasses des macroalgues, du phytoplancton et du zooplancton, ainsi que les nutriments dans le compartiment détritique, dans la colonne d’eau et dans les sédiments. Les premiers résultats du modèle écologique sont encourageants. Cependant, des mesures complémentaires (des macroalgues, du phytoplancton et du zooplancton dans le lac, de l’azote et du phosphore dans les sédiments de surface) permettraient d’améliorer le calage et les résultats du modèle écologique.

Méthodologie d'analyse détaillée de la contamination par tronçon du fleuve Saint-Laurent par modélisation numérique : le cas du lac Saint-Pierre

Dans le cadre du Plan d'Action Saint-Laurent, une méthodologie détaillée d'analyse de la contamination par tronçon faisant appel à la modélisation numérique a été développée. Une méthode de simulation utilisant le mouvement aléatoire de particules a servi à élaborer le logiciel PANACHE. Les concentrations sont obtenues en post-traitement en attribuant une masse de contaminant aux particules du modèle. Les champs de vitesses servant à calculer leurs mouvements sont produits à l'aide d'un modèle bidimensionnel aux éléments finis. Une nouvelle approche pour l'analyse de la contamination est proposée. Celle-ci s'inspire de la méthodologie de modélisation des micro-habitats populaire dans le domaine de l'hydrobiologie. Le résultat apparaît sous la forme d'Aires Pondérées Inutilisables (API), c'est-à-dire, des surfaces où certains critères de qualité de l'eau ne sont pas respectés dans les zones de mélange. Ce système Informatisé a été élaboré sur une plate-forme INTEL/386-486 - OS2/PM.

Prévision des vagues dans l'estuaire du Saint-Laurent à l'aide d'un modèle bidimensionnel

Until now, wave hindcasting in the Estuary and Gulf of St. Lawrence has been done with one-dimensional models. The objective of the present paper is to verify if the two-dimensional model WAWSP, developed to predict waves on the Great Lakes, could be used in the St. Lawrence estuary, a semi-open fetch limited region. Waves (significant wave heights, peak periods, and directions) hindcast by this 2D model are compared with wave data observed at two buoys in 1991, 1992, and 1993, as well as with the ones obtained with 1D models SPM-77 and SPM-84. As a whole, the 2D model gives better results than 1D models. Wave heights are well reproduced, as long as wind data are well represented. However, wave periods are much smaller than those measured, and wave directions are not accurate, mainly because of the presence of swell in the estuary. This study shows the need to obtain more wave data with better quality in order to validate wave hindcasting models.Key words: water waves, numerical modeling, wave hindcasting, 2D model, wave climate, wave height, wave period, wave direction, calculated versus measured waves.

Dynamic modelling of upslope fire growth

A two-dimensional non-stationary model of fire spread including slope effects is proposed. The numerical study of this model allows us to predict the rate of spread, the fire front perimeter and the temperature distribution for a fire spreading across a fuel bed under slope conditions. The numerical results are compared with success to experimental data generated from two laboratory point-ignition fire experiments which were conducted on dehydrated Pinus pinaster litter with slopes of 20 and 30°. Résumé Nous proposons un modèle bidimensionnel évolutif de propagation de feu prenant en compte les effets de la pente. L’étude numérique du modèle présenté ici nous permet de prédire la vitesse de propagation, le perimètre du front de feu ainsi que la distribution de température pour un feu se propageant dans une litière en présence d’une pente. Les résultats numériques que nous obtenons sont comparés avec succés aux données expérimentales issues de deux expériences qui furent réaliseés dans une litière de pin maritime avec un allumage ponctuel pour des pentes de 20 et 30 degrés.